MAX16046–MAX16049 EEPROM可編程系統(tǒng)管理器的在線編程

摘要：MAX16046–MAX16049系統(tǒng)管理器可以在焊接到應(yīng)用電路板后進(jìn)行編程。這意味著只需儲(chǔ)存未編程器件，而最新版本的配置信息可以在生產(chǎn)測(cè)試過(guò)程中寫(xiě)入器件。通過(guò)幾項(xiàng)簡(jiǎn)單的測(cè)試可確保應(yīng)用電路通過(guò)共享I2C或JTAG總線進(jìn)行硬件編程，并且在編程過(guò)程中為器件供電。本文提供了I2C總線和JTAG總線的編程算法。

MAX16046–MAX16049 EEPROM可編程系統(tǒng)管理器是電源排序器、監(jiān)測(cè)器和裕量調(diào)節(jié)器，可控制多達(dá)12路電源。電源由三個(gè)數(shù)字比較器監(jiān)測(cè)，由可編程DAC輸出調(diào)節(jié)裕量，并且由可編程狀態(tài)引擎對(duì)其進(jìn)行排序。

系統(tǒng)管理器包括兼容于SMBus?的I2C接口和一個(gè)JTAG接口，這兩個(gè)接口均可訪問(wèn)器件的所有寄存器，編程內(nèi)部配置EEPROM。MAX16046–MAX16049可在線編程，僅需遵守幾條簡(jiǎn)單規(guī)則即可。

供電

MAX16046–MAX16049的電源電壓范圍為3V至14V。典型應(yīng)用中將V_CC連接至12V中等電壓總線或3.3V輔助電源。

可使用局部供電電路板對(duì)MAX16046–MAX16049進(jìn)行編程。例如，可使用3.3V輔助電壓而無(wú)需任何其它電源，或者施加12V中等電壓總線。由于此時(shí)的系統(tǒng)管理器尚未編程，應(yīng)關(guān)閉所有下游電源。也可以使用常見(jiàn)的雙二極管，從編程連接器供電。由于二極管會(huì)產(chǎn)生壓降，所以當(dāng)MAX16046–MAX16049由12V總線供電時(shí)，這種方法的工作效果最佳。

如果不使用二極管邏輯“或”電路，而在電路板通電時(shí)對(duì)MAX16046–MAX16049進(jìn)行編程，則必須注意排序輸出的狀態(tài)，以防止下游電源過(guò)早打開(kāi)。

MAX16046–MAX16049在編程之前為高阻輸出。高電平有效的電源使能輸入應(yīng)具有下拉電阻，而低電平有效的電源使能輸入應(yīng)具有上拉電阻。排序輸出可設(shè)置為推挽輸出或開(kāi)漏輸出。因?yàn)殚_(kāi)漏配置需要外部上拉電阻，所以只能采用低電平有效的使能輸入。

最好不要將MAX16046–MAX16049連接到JTAG鏈路，因?yàn)殒溌分猩嫌纹骷赡軟](méi)有供電，從而阻止對(duì)MAX16046–MAX16049的訪問(wèn)。建議首選JTAG復(fù)用器或?qū)Ｓ肑TAG接口。

共用總線

當(dāng)一個(gè)器件(而非μP)在正常工作時(shí)需要與MAX16046–MAX16049通信時(shí)，存在一個(gè)潛在問(wèn)題。例如，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)控μP需要訪問(wèn)MAX16046的ADC讀數(shù)時(shí)。當(dāng)電路板斷電或只是部分供電，并且MAX16046正在編程時(shí)，連接到I2C或JTAG總線的其它器件可能產(chǎn)生干擾。最簡(jiǎn)便的解決方法是通過(guò)JTAG接口編程MAX16046并監(jiān)控連接到I2C接口的μP。若μP支持開(kāi)漏I2C總線I/O (即沒(méi)有連接至V_CC的ESD保護(hù)二極管的引腳)，同時(shí)上拉電阻足夠大，在編程和正常工作才共用I2C總線是可行的。如果μP的I2C總線不是開(kāi)漏式，ESD二極管將箝位總線并會(huì)干擾編程。

如果系統(tǒng)μP不具備真正的開(kāi)漏I2C總線，可采用類(lèi)似圖1的電路在μP和編程I2C總線之間自動(dòng)切換。


圖1. MAX16046通過(guò)MAX4525復(fù)用器/開(kāi)關(guān)共用其I2C總線

圖1所示MAX4525復(fù)用器在連接到系統(tǒng)μP的I2C和連接到編程測(cè)試點(diǎn)上的I2C之間進(jìn)行切換。開(kāi)關(guān)由系統(tǒng)μP的V_CC控制。如果采用12V電源供電，而不是V_CC供電，開(kāi)關(guān)將I2C連接至編程測(cè)試點(diǎn)。一旦施加V_CC電源，開(kāi)關(guān)將I2C連接至系統(tǒng)μP。

應(yīng)用電路實(shí)例

以下示意圖中介紹了用于在線編程的三種不同應(yīng)用電路。

12V中等電壓總線供電，通過(guò)I2C總線編程

圖2所示電路通過(guò)12V中等電壓總線向MAX16046供電，由模擬使能端EN監(jiān)測(cè)。當(dāng)12V總線電壓超過(guò)EN端電阻分壓器設(shè)置的門(mén)限時(shí)，如果器件已經(jīng)編程完畢，則MAX16046嘗試排序。未經(jīng)編程的MAX16046則沒(méi)有任何反應(yīng)，且排序輸出保持高阻態(tài)。


圖2. MAX16046通過(guò)12V中等電壓總線供電并且通過(guò)I2C接口編程

一路電源使用高電平有效的推挽使能控制，而其它電源采用低電平有效的開(kāi)漏使能控制。當(dāng)未經(jīng)編程的輸出處于高阻態(tài)時(shí)，適當(dāng)?shù)纳侠⑾吕娮杩煞乐闺娫创蜷_(kāi)。

需要特別注意的是：推挽式輸出不能上拉到V_DBP以上的電壓，開(kāi)漏輸出不能上拉到6V以上的電壓。I2C連接被引至編程測(cè)試點(diǎn)，編程硬件必須提供適當(dāng)?shù)纳侠娮琛Ｔ撾娐贩浅：?jiǎn)單，因?yàn)殡娐钒迳蠜](méi)有其它器件需要連接到I2C總線。

3.3V輔助電源供電，通過(guò)JTAG復(fù)用器編程

如圖3所示，MAX16046通過(guò)3.3V輔助電源供電。用一個(gè)DS26900 JTAG復(fù)用器與其它器件共用JTAG連接，該DS26900 JTAG復(fù)用器也由3.3V輔助電源供電。通過(guò)3.3V供電時(shí)無(wú)需施加12V中等電壓總線即可完成編程。


圖3. MAX16046通過(guò)3.3V輔助電源供電并通過(guò)DS26900 JTAG復(fù)用器編程

12V中等總線供電，通過(guò)JTAG編程

如圖4所示，MAX16046通過(guò)連接到12V中等電壓總線的二極管邏輯“或”電路供電，可以安全供電，不會(huì)對(duì)下游電路產(chǎn)生影響。JTAG和電源連接被引至編程測(cè)試點(diǎn)。


圖4. MAX16046通過(guò)一個(gè)12V中等電壓總線供電并通過(guò)JTAG編程

編程算法

MAX16046–MAX16049具有內(nèi)置EEPROM，用于儲(chǔ)存器件配置參數(shù)。上電后，EEPROM的內(nèi)容被送入RAM寄存器。RAM和EEPROM均可通過(guò)JTAG和I2C接口訪問(wèn)。若要正確編程MAX16046–MAX16049，則所需參數(shù)必須設(shè)置在EEPROM—請(qǐng)參見(jiàn)表1所示存儲(chǔ)器表。

表1. MAX16046存儲(chǔ)器表

配置文件

MAX16046評(píng)估板(EV kit)軟件提供兩種類(lèi)型的配置軟件。一種是通過(guò)選擇File Save Configuration As生成的可讀XML文件，該文件可用于I2C編程。另一種是通過(guò)選擇File Save as .SVF生成的文件，該文件為連續(xù)矢量格式(SVF)，第三方JTAG工具和在線PCB測(cè)試可利用該文件進(jìn)行JTAG編程。

XML文件可以在各種web瀏覽器上以彩色編碼的分層格式查看。EV軟件生成的XML文件被分成幾個(gè)片段并且包含設(shè)置選項(xiàng)卡信息和寄存器數(shù)據(jù)。有兩個(gè)重要部分：包含被加載到EEPROM的配置值的Config_Register部分和包含加載到用戶(hù)EEPROM的User_Register部分。

每一部分中，Register標(biāo)簽指定加載到特定地址的值。該寄存器標(biāo)簽的格式為：

所有值均為十進(jìn)制。這些地址對(duì)應(yīng)RAM寄存器和EEPROM地址。請(qǐng)注意，RAM寄存器0至14為DAC寄存器，而地址0至地址14的EEPROM為保存的故障數(shù)據(jù)。EEPROM編程應(yīng)從地址15開(kāi)始。

關(guān)于XML文件格式的詳細(xì)信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)XML Developer Center。

SVF文件格式的詳細(xì)信息請(qǐng)參考Serial Vector Format Specification (PDF, 85.2kB)。

I2C編程步驟

在編程MAX16046–MAX16049的EEPROM配置內(nèi)存時(shí)，必須首先確定寄存器r5Dh[0]上的配置鎖定位為零。如果不是零，則在該位上寫(xiě)入“1”將其清零。若要寫(xiě)入EEPROM，可發(fā)送適當(dāng)命令，進(jìn)入EEPROM頁(yè)面，加載開(kāi)始地址，然后發(fā)送一系列塊燒錄命令。關(guān)于相應(yīng)I2C協(xié)議的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱MAX16046/MAX16048或者MAX16047/MAX16049的數(shù)據(jù)資料。

以下為一個(gè)典型EEPROM編程過(guò)程的邏輯代碼：

SendByte(5Dh)                 // Check lock bit
If ReadByte() & 2 == 2 Then
  WriteByte(5Dh, 02h)         // Clear lock bit if needed
SendByte(9Ah)                 // Access EEPROM page
Loop Address from 0Fh to 7Dh 
  SendByte(Address)           // Load address
  WriteBlock(Data, 10h)       // Write a block of 16 bytes
  Wait(16 * 11 milliseconds)  // Wait for programming
  SendByte(Address)
  ReadBlock(DataRead, 10h)    // Read back data block
  If DataRead != Data Then    
    RepeatCount = RepeatCount + 1
    If RepeatCount == 3 Then
      Fail
  Else
    RepeatCount = 0
    Address = Address + 10h   // Advance to next block
SendByte(9Bh)                 // Return to default page
Success

若要寫(xiě)入用戶(hù)EEPROM，可采用相同步驟，僅用地址范圍9Ch至FFh代替0Fh至7Dh即可。

JTAG編程步驟

用標(biāo)準(zhǔn)的第三方JTAG工具、MAX16046 BSDL文件和EV軟件生成一個(gè)SVF數(shù)據(jù)文件，可通過(guò)JTAG編程電纜或在線PCB檢測(cè)儀對(duì)MAX16046–MAX16049進(jìn)行編程。